Kwasy monoprotonowe a poliprotonowe
Kwasy są definiowane na kilka sposobów przez różnych naukowców. Arrhenius definiuje kwas jako substancję, która przekazuje jony H3O+ w roztworze. Bronsted- Lowry definiuje bazę jako substancję, która może przyjąć proton. Definicja kwasu Lewisa jest znacznie powszechna niż dwie powyższe. Zgodnie z nim każdy dawca pary elektronowej jest bazą. Zgodnie z definicją Arrheniusa lub Bronsteda-Lowry'ego związek powinien mieć wodór i zdolność oddawania go w postaci protonu, aby był kwasem. Jednak według Lewisa mogą istnieć cząsteczki, które nie zawierają wodoru, ale mogą działać jak kwas. Na przykład BCl3 jest kwasem Lewisa, ponieważ może przyjąć parę elektronów. Alkohol może być kwasem Bronsteda-Lowry'ego, ponieważ może oddawać proton, ale według Lewisa będzie to zasada.
Niezależnie od powyższych definicji, zwykle identyfikujemy kwas jako donor protonów. Kwasy mają kwaśny smak. Sok z limonki, ocet to dwa kwasy, które spotykamy w naszych domach. Reagują z zasadami wytwarzając wodę, a także reagują z metalami, tworząc H2, zwiększając w ten sposób szybkość korozji metalu. Kwasy można podzielić na dwie kategorie, w oparciu o ich zdolność do dysocjacji i wytwarzania protonów. Silne kwasy, takie jak HCl, HNO3 są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając protony. Słabe kwasy, takie jak CH3COOH częściowo dysocjują i dają mniej protonów. Ka jest stałą dysocjacji kwasu. Wskazuje zdolność do utraty protonu słabego kwasu. Aby sprawdzić, czy dana substancja jest kwasem, czy nie, możemy użyć kilku wskaźników, takich jak papierek lakmusowy lub papierek pH. W skali pH reprezentowane są od 1-6 kwasów. Mówi się, że kwas o pH 1 jest bardzo silny, a wraz ze wzrostem wartości pH kwasowość spada. Ponadto kwasy zmieniają niebieski lakmus w czerwony.
Kwas monoprotonowy
Kiedy jedna cząsteczka kwasu dysocjuje w roztworze wodnym, jeśli daje pojedynczy proton, wtedy mówi się, że kwas ten jest kwasem monoprotonowym. HCl i kwas azotowy (HNO3) to niektóre przykłady monoprotonowych kwasów mineralnych. Poniżej przedstawiono dysocjację HCl w środowisku wodnym w celu wydzielenia jednego protonu.
HCl → H+ + Cl–
Oprócz kwasu mineralnego, mogą występować również monoprotonowe kwasy organiczne. Zwykle, gdy jest jedna grupa karboksylowa, ten kwas jest monoprotonowy. Na przykład kwas octowy, kwas benzoesowy i prosty aminokwas, taki jak glicyna, są monoprotonowe.
Kwas poliprotonowy
Kwasy poliprotonowe zawierają więcej niż jeden atom wodoru, który po rozpuszczeniu w środowisku wodnym może zostać przekazany jako proton. W szczególności, jeśli oddają dwa protony, nazywamy je diprotonowymi, a jeśli podają trzy protony, trójprotonowymi itd. Siarkowodór (H2S) i H2 SO4 to kwasy diprotonowe, które wydzielają dwa protony. Kwas fosforowy (H3PO4) jest kwasem trójprotonowym. W większości przypadków kwasy poliprotonowe nie dysocjują w pełni i jednocześnie wydzielają wszystkie protony. Stałe dysocjacji dla każdej dysocjacji są różne. Na przykład w przypadku fosforu pierwsza stała dysocjacji wynosi 7,25×10−3, co jest wartością większą. Tak więc następuje pełna dysocjacja. Druga stała dysocjacji to 6,31×10−8, a trzecia to 3,98×10−13, które są mniej korzystnymi dysocjacjami niż pierwsza.
Jaka jest różnica między kwasem monoprotonowym a kwasem poliprotonowym?
• Monoprotic wydziela tylko jeden proton z pojedynczej cząsteczki kwasu podczas dysocjacji w środowisku wodnym.
• Poliprotyczne oznacza wydzielanie kilku protonów z jednej cząsteczki.
